Đang tải... (xem toàn văn)
THUYẾT MINH THIẾT KẾ MỐ CẦU 1 GIỚI THIỆU CHUNG Loại mố thiết kế Mố đặc chữ U BTCT không DƯL Tên mố tính toán M1 Quy trình thiết kế 2 TCN 27205 Hoạt tải thiết kế Tổ hợp xe HL93 2 SỐ LIỆU THIẾT KẾ MỐ Các kích thước cơ bản: Số gối mố thiết kế N = 6 (gối) Chiều cao gối thiết kế hg = 200 (mm) KC giữa các gối theo PNC S = 1930 (mm) KC từ gối đến mép tường mố ag = 450 (mm) Số làn xe thiết kế n = 2 (làn) Số làn xe cùng chiều n = 2 (làn) Hệ số làn xe m = 1 Các kí hiệu kích thước mố
THUYẾT MINH THIẾT KẾ MỐ CẦU 1 GIỚI THIỆU CHUNG Loại mố thiết kế Mố đặc chữ U BTCT không DƯL Tên mố tính toán M1 Quy trình thiết kế 2 TCN 272-05 Hoạt tải thiết kế Tổ hợp xe HL93 2 SỐ LIỆU THIẾT KẾ MỐ Các kích thước cơ bản: Số gối mố thiết kế N = 6 (gối) Chiều cao gối thiết kế h g = 200 (mm) KC giữa các gối theo PNC S = 1930 (mm) KC từ gối đến mép tường mố a g = 450 (mm) Số làn xe thiết kế n = 2 (làn) Số làn xe cùng chiều n' = 2 (làn) Hệ số làn xe m = 1 Các kí hiệu kích thước mố Các thống số kích thước cụ thể thiết kế mố: 5000 1800 1000 100 800 100 800 100 Cọc cừ tràm,L=3m 16cọc/m2 Dăm cát đệm,d=10cm Đá hộc xây vữa M100,d=30cm Dăm cát đệm,d=10cm 6 cọc khoan nhồi D=1m 30001000 116094065022502100 2000 1200 400 210150014004901800 36001800 2100 500 1000 2000 1000 500 5000 4350 1590 5000 300 270 30 300 300 3 0 0 0 3 0 0 500 250 500 250 500 2000 500 400 250 770 2% 6001200 400 1930 1930 940 5750 5750 1500 4000 25015004000 14004901800 350 5000 950 Bề dày tường đỉnh Bdm = 650 (mm) Chiều cao tường đỉnh Hdm = 1200 (mm) Chiều dài thân mố Ltm = 11500 (mm) Bề rộng thân mố Btm = 1590 (mm) Chiều cao thân mố Htm = 2000 (mm) Bề dày cánh mố Tcm =400 (mm) Bề rộng cánh mố (1) Bc1 = 2100 (mm) Bề rộng cánh mố (2) Bc2 = 2250 (mm) Bề rộng toàn cánh mố Bcm = Bc1+Bc2= 4350 (mm) Chiều cao cánh mố (1) Hc1 = 490 (mm) Chiều cao cánh mố (2) Hc2 = 1400 (mm) Chiều cao cánh mố (3) Hc3 = Hcm-(Hc1+Hc2) = 1500 (mm) Chiều cao toàn cánh mố Hcm = Hdm+Htm= 3600 (mm) Bề rộng móng mố Bm = 5000 Chiều cao móng mố Hm = 1800 Chiều dài móng mố Lm = 11500 Vật liệu sử dụng Trọng lượng riêng BT c = 2500 (KG/m3) Cường độ BTTK f' c = 30 (MPa) Mođun đàn hồi của BT E c = 29440 (MPa) Giới hạn chảy CT f y = 420 (MPa) Mođun đàn hồi của CT E s = 200000 (MPa) Các thông số đất đắp Trọng lượng riêng đất đắp s = 1800 ( KG/m3 ) Góc ma sát trong của đất đắp ư = 35 ( 0 ) Góc ma sát giữa đất và tường = 24 ( 0 ) 3 MẶT CẮT CẦN KIỂM TRA: 11 3 6 2 7 5 4 5 2 7 4 6 8 8 3 4 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG KẾT CẤU PHẦN DƯỚI: 1 Tải trọng bản thân mố: Trọng lượng bản thân 6 bệ kê gối và gối: Kích thước gối: 0.55 x 0.8 x 0.125 m Trọng lượng một bệ kê gối và gối: Gi = 0.55 x 0.8 x 0.125 = 1.349 (KN) Tổng trọng lượng 1 n i i G = ⇒ = ∑ 6x1.349 = 8.094 (KN) Trọng lượng tường đỉnh: P = 1.2 x 0.65 x 11.5 x 24.525 = 219.989 KN Trọng lượng thân mố: P = (3.2-1.2) x (0.94+0.65) x 11.5 x 24.525 = 896.879 (KN) Trọng lượng đá kê bản quá độ: P = (0.3+0.6) / 2 x 0.3 x 10.7 x 24.525 = 70.852725 (KN) Trọng lượng tường cánh: P = (2.35 x 3.2+(1.5+2*1.4) / 2 x 2.1) x 2 x 0.4 x 24.525 = 236.127 (KN) Trọng lượng bệ mố: P = 5 x 1.8 x 11.5 x 24.525 = 2538.338 (KN) 2 Xác định nội lực do TLBT mố tại các mặt cắt: Ta chỉ tính cho mặt cắt điển hình đáy bệ mố (5 -5) Nội lực do bản thân 6 bệ kê gối và gối: Khoảng cách từ điểm đặt lực đến mép ngoài phía trước mố: X = 0.45 + 1.16 = 1.610 (m) Khoảng cách từ điểm đặt lực đến trọng tâm mặt cắt tính toán: r = 2.5-1.61 = 0.890 (m) Momen do lực trên gây ra đối với mặt cắt tính toán: M = 8.094 x 0.89 = 7.20366 (KN.m) Tương tự ta tính cho các mặt cắt còn lại. Nội lực do tường đỉnh gây ra: X = 2.425 (m); r = 0.075 (m); M = 16.499175 (KN.m) Nội lực do thân mố gây ra: X = 1.955 (m); r = 0.545 (m); M = 488.799055 (KN.m) Nội lực do đá kê bản quá độ gây ra: X = 2.883 (m); r = -0.383 (m); M = -27.13659368 (KN.m) Nội lực do tường cánh gây ra: X = 4.729365733 (m); r = -2.229 (m); M = -526.4134425 (KN.m) Nội lực do bệ mố gây ra: X = 2.500 (m); r = 0.000 (m); M = 0.000 (KN.m) TỔNG HỢP NỘI LỰC DO TLBT TẠI MẶT CẮT 5-5 Hạng mục P (KN) X (m) r (m) M (KNm) Bệ kê gối và gối 8.094 1.610 0.890 7.204 Tường đỉnh 219.989 2.425 0.075 16.499 Thân mố 896.879 1.955 0.545 488.799 Đá kê bản quá độ 70.85273 2.883 -0.383 -27.137 Tường cánh 236.127 4.729366 -2.229 -526.413 Bệ mố 2538.338 2.500 0.000 0 Tổng 3970.28 -41.048 TỔNG HỢP NỘI LỰC DO TLBT TẠI MẶT CẮT 1-1 Hạng mục P (KN) X (m) r (m) M (KNm) Tường đỉnh 219.989 2.425 0.000 0 Đá kê bản quá độ 70.85273 2.883 -0.458 -32.451 Tổng 290.8417 -32.451 TỔNG HỢP NỘI LỰC DO TLBT TẠI MẶT CẮT 2-2 Hạng mục P (KN) X (m) r (m) M (KNm) Bệ kê gối và gối 8.094 1.610 0.345 2.792 Tường đỉnh 219.989 2.425 -0.470 -103.395 Thân mố 896.879 1.955 0.000 0 Đá kê bản quá độ 70.85273 2.883 -0.928 -65.751 Tường cánh 236.127 4.729 -2.774 -655.103 Tổng 1431.942 -821.457 TỔNG HỢP NỘI LỰC DO TLBT TẠI MẶT CẮT 3-3 Hạng mục P (KN) X (m) r (m) M (KNm) Tường cánh 118.0635 4.729 -1.979 -233.691 Tổng 118.0635 -233.691 TỔNG HỢP NỘI LỰC DO TLBT TẠI MẶT CẮT 4-4 Hạng mục P (KN) X (m) r (m) M (KNm) Tường cánh 45.322 6.039 -0.939 -42.541 Tổng 45.322 -42.541 TỔNG HỢP NỘI LỰC DO TLBT TẠI MẶT CẮT 6-6 Hạng mục P (KN) X (m) r (m) M (KNm) Đá kê bản quá độ 70.85273 2.883 -0.133 -9.423 Tổng 70.85273 -9.423 TỔNG HỢP NỘI LỰC DO TLBT TẠI MẶT CẮT 7-7 Hạng mục P (KN) X (m) r (m) M (KNm) Tường cánh 118.0635 4.729 -0.804 -94.966 Tổng 118.0635 -94.966 TỔNG HỢP NỘI LỰC DO TLBT TẠI MẶT CẮT 8-8 Hạng mục P (KN) X (m) r (m) M (KNm) Tường cánh 236.127 4.729 -1.979 -467.382 Bệ mố 1142.252 3.875 -1.125 -1285.034 Tổng 1142.252 -1285.034 3 Ap lực đất thẳng đứng (EV), áp lực đất nằm ngang (EH): 1 Ap lực đất thẳng đứng (EV) chỉ tác dụng lên mặt cắt đáy bệ mố (5-5): +M +H +V Sign Convention 0.4 H H K A s H Girder D, L+I LF Surcharge Surcharge K3 0.5 H Ap lực đất phía trước mố: EV s P V g= × = 1.16 x 11.5 x 0 x 17.658 = 0 (KN) Khoảng cách từ điểm đặt lực đến mép ngoài phía trước mố: X = 1.16 / 2 = 0.580 (m) Khoảng cách từ điểm đặt lực đến trọng tâm mặt cắt tính toán: r = 2.5-0.58 = 1.920 (m) Momen do lực trên gây ra đối với mặt cắt tính toán: M = 0 x 1.92 = 0 (KN.m) Ap lực đất phía sau mố: 2.35 x 3.2 x 10.7 x 17.658 = 1420.833 (KN) Khoảng cách từ điểm đặt lực đến mép ngoài phía trước mố: X = 1.16 + 1.59 + 2.35/2 = 3.875 (m) Khoảng cách từ điểm đặt lực đến trọng tâm mặt cắt tính toán: r = 2.5-3.875 = -1.375 (m) Momen do lực trên gây ra đối với mặt cắt tính toán: M = 1420.833 x -1.375 = -1953.645375 (KN.m) EV s P V g = × = 2 Ap lực đất nằm ngang (EH): Để an toàn áp lực nằm ngang phía trước mố có thể bỏ qua Ap lực nằm ngang sau mố được tính như sau: 2 0,5. . . . .0,4 E Ka gs H W M E H = = Trong đó : H: chiều cao (m) W: chiều rộng (m) Ka: hệ số áp lực đất gs: trọng lượng đơn vị của đất đắp Tổng hợp đất nằm ngang đặt tại 0,4H Ta tính áp lực đất ngang (EH) cho mặt cắt đặc trưng đáy bệ mố (5-5): H = 5.000 (m); W = 11.5 / Sin(90) = 11.5 (m) Góc nội ma sát của đất: fs = 35.0 (độ) () 2 45 / 2 s Ka tg f ⇒=−= 0.271 2 0,5. . . .E Kags H W ⇒== 687.889 (KN) .0,4M E H == 1375.778 (KNm) Phân tích lực theo 2 hướng: Hx = Ex = 687.889 x sin(90) = 687.889 (KN) My = 0.4.H.Ex = 1375.778 (KNm) Hy =Ey = 687.889 x cos(90) = 0.00 (KN) Mx = 0.4.H.Ex = 0.00 (KNm) ÁP LỰC ĐẤT TẠI MẶT CẮT (5-5) V (KN) Hx (KN) Hy (KN) Mx (KNm) My (KNm) Mz (KNm) 1420.83 687.889 0 0 -577.8674 0 Chiều dương của các lực được thể hiện như hình vẽ: Tương tự tính cho các mặt cắt còn lại. ÁP LỰC ĐẤT TẠI MẶT CẮT (1-1) V (KN) Hx (KN) Hy (KN) Mx (KNm) My (KNm) Mz (KNm) 0 39.622 0 0 19.019 0 ÁP LỰC ĐẤT TẠI MẶT CẮT (2-2) V (KN) Hx (KN) Hy (KN) Mx (KNm) My (KNm) Mz (KNm) 0 281.76 0 0 360.653 0 ÁP LỰC ĐẤT TẠI MẶT CẮT (3-3) V (KN) Hx (KN) Hy (KN) Mx (KNm) My (KNm) Mz (KNm) 0 0 92.95 0 0 118.976 ÁP LỰC ĐẤT TẠI MẶT CẮT (4-4) V (KN) Hx (KN) Hy (KN) Mx (KNm) My (KNm) Mz (KNm) 0 0 24.319 0 0 21.401 ÁP LỰC ĐẤT TẠI MẶT CẮT (7-7) V (KN) Hx (KN) Hy (KN) Mx (KNm) My (KNm) Mz (KNm) 0 0 281.76 360.653 0 0 ÁP LỰC ĐẤT TẠI MẶT CẮT (8-8) V (KN) Hx (KN) Hy (KN) Mx (KNm) My (KNm) Mz (KNm) 1420.83 0 0 0 -1598.437 0 4 Ap lực đất do hoạt tải ( ES ): 1 Cấu tạo hình học bản quá độ: 94065022502100 21015001400490 3600 4350 1590 5000 3 0 0 0 3 0 0 500 250 500 250 500 2000 500 400 G oùc cheùo cu ûa m oá E y E y E 2 Hoạt tải quy đổi: Hoạt tải xe đặt sau lưng mố được quy thành tải trọng đất đắp có chiều cao h eq (chiều cao tương đương của đất dùng cho tải trọng xe Bảng 3.11.6.2-1). Đối với đường ô tô cường độ tải trọng phải lấy phù hợp với các quy định của điều 3.6.1.2 Nếu tải trọng chất thêm khác với đường ô tô thì chủ đầu tư phải quy định hoặc chấp nhận một hoạt tải chất thêm phù hợp. P = k.g s .g.h eq .10 -9 Trong đó: g s : tỷ trọng của đất (KG/m3) h eq : chiều cao đất tương đương với xe tải thiết kế Ta tính cho mặt cắt điển hình đáy bệ cọc (5-5): Chiều cao tường 6000 mm eq h→ = 760 mm Chiều cao tường 9000 mm eq h→ = 610 mm Chiều cao tường 5000 mm eq h→ = 810 mm P = k.g s .g.h eq .10 -9 = 0.038024615 (kN/m2) p⇒ = P x l = 0.407 (kN/m) Trọng lượng bản thân BQĐ: 10 x 0.3 x 3 m P TLBT = 10 x 0.9 x 24.525 = 220.725 (kN/m) [...]... lượng của các trục xe tải hay xe hai trục thiết kế cho mỗi làn được đặt trong tất cả các làn thiết kế được chất tải theo quy trình và coi như đi cùng một chiều Các lực này được coi như tác dụng theo chiều nằm ngang cách phía trên mặt đường 1800mm theo cả hai chiều dọc để gây ra hiệu ứng lực lớn nhất Tất cả các làn thiết kế phải được chất tải đồng thời đối với cầu và coi như đi cùng một chiều trong tương... (1-a) Nếu lực tính toán dọc trục lớn hơn 0,1.j.f'c.Ag: 1 1 1 1 = + − Prxy Prx Pry j.Po (1-b) 0.85f'ca b h d a Asf y dc b, bw Trong đó: Po=0,85.f'c.(Ag-Ast)+Ast.fy (N) j : Hệ số sức kháng =0.75 đối với cấu kiện chịu nén ọc trục Prxy: Sức kháng dọc trục tính toán khi uốn theo 2 phương (N) Prx: Sức kháng dọc trục tính toán khi chỉ có độ lệch tâm ey (N) Pry: Sức kháng dọc trục tính toán khi chỉ có độ lệch... phương dọc cầu để xác định phản lực: (Chưa xét HSPBN) Xe tải thiết kế: Xe tải thiết kế: gồm trục trước nặng 35 KN , hai trục sau mỗi trục nặng 145KN, khoảng cách giữa 2 trục trước là 4300mm, khoảng cách hai trục sau thay đổi từ 4300–9000mm sao cho gây ra nội lực lớn nhất, theo phương ngang khoảng cách giữa hai bánh xe là 1800mm Xe hai trục thiết kế: Xe hai trục: gồm có hai trục, mỗi trục nặng 110KN, khoảng... do 2 làn xe tác dụng BR = 25%.Ptr m.n = 0, 25.(35 + 145 + 145).1.2 = 162,5 KN 4 Lực ma sát (FR) Do tại mố ta sử dụng gối cao su nên bỏ qua lực ma sát 5 Lực li tâm (CE) Do ở đây ta thiết kế mố của cầu thẳng nên không có lực li tâm 6 tính toán nội lực do tt gió 6.5.2.6.1 Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu thượng tầng (WSsup) Diện tích hứng gió bxh được xác định như sau: b = Ltt = 36.3 m và h = hlc +... Kiểm toán mặt cắt (2-2) : Kiểm toán theo tính chất mặt cắt chịu uốn theo 2 phương: Ta chỉ tính toán cho mặt cắt điển hình này, còn các mặt cắt khác nếu có cùng điều kiện làm việc như trên thì việc tính toán tương tự, ta sẽ lập bảng 1 Kiểm toán mặt cắt; Tiết diện mặt cắt Chiều rộng: b = 11500 mm Chiều cao: h = 1590 mm Trị số dọc trục tính toán: N =max(CĐI,CĐII,CĐIII) = 8436.087 (KN) Nếu lực tính toán dọc... từ kết cấu trên xuống trụ qua gối đỡ Tuỳ theo từng loại gối cầu và dạng liên kết mà tỉ lệ truyền của lực ngang xuống trụ khác nhau Do các tài liệu tra cứu không có ghi chép về tỉ lệ ảnh hưởng của lực ngang xuống trụ nên khi tính toán, lấy tỉ lệ truyền bằng 100% Có nghĩa là toàn bộ lực ngang gây ra do lực hãm xe được truyền hết xuống gối cầụ Điểm đặt của lực hãm xe tại cao độ gối cầu của trụ thiết kế. .. số chuyển đổi biểu đồ ứng suất: β1 = 0,85 − 0,05 ' 0, 05 ( f c − 28) = 0,85 − × (28 -28) = 0.85 7 7 Từ phương trình cân bằng momen ta tính được: a = As fy = 0.85 f c, b (1384.74x280)/(0.85x28x1590) = 10.2 (mm) Trị số sức kháng tính toán: Mrx = 3983272477 (Nmm) = 3983.272(KN.m) Ta tính Mry: Sức kháng uốn tính toán theo trục y (N.m) a Mry = j As fy ds − ÷ 2 Với j: hệ số sức kháng đối với cấu kiện... 0.85 f c, b Trị số sức kháng tính toán: Mry = 6679049338 (Nmm) = 6679.049 (KN.m) Momen tính toán theo trục x: Mux = 8720.950 (KN.m) Momen tính toán theo trục y: Muy = 3496.804 (KN.m) Đối với cấu kiện chịu nén dọc trục, khi lực nén dọc tác dụng lệch tâm, biến dạng do tải trọng sẽ làm tăng độ lệch tâm của lực dọc so với trọng tâm của kết cấu gây hiệu ứng độ mảnh Vì vậy khi tính kết cấu chịu nén dọc cần... ( N/mm ) Trọng lượng ván khuôn Dầm giữa DCvkg = 0.41 ( N/mm ) Dầm biên DCvkb = 0.41 ( N/mm ) Trọng lượng lan can Dầm giữa DClcg = 1.09 ( N/mm ) Dầm biên DClcb = 8.11 ( N/mm ) Trọng lượng lớp phủ và các tiện ích Dầm giữa DWg = 3.45 ( N/mm ) Dầm biên DWb = 0.61 ( N/mm ) (Tất cả đã được xác định ở chương thiết kế dầm chính) 2 tính toán nội lực do hoạt tải Xếp tải theo phương dọc cầu để xác định phản lực:... -0.45 0 2.2 -0.01 0 0 -0.95 0 2.3 -0.037 Tổng 5.187 3.199 5 Lực động đất: Cầu nằm trong vùng động đất I không cần thiết phân tích về tải trọng động đất (theo 4.7.4.1) 6 1 Ap lực dòng chảy (WA): Lực đẩy nổi lên mố: Theo như bố trí cấu tạo thì bệ mố được đặt dưới mực nước thấp nhất, do đó ta tính áp lực nước đẩy nổi tác dụng lên phần mố ngập trong nước và ta tính với mực nước cao nhất Cao độ mực nước cao . -1.375 (m) Momen do lực trên gây ra đối với mặt cắt tính toán: M = 1420.833 x -1.375 = -1953.645375 (KN.m) EV s P V g = × = 2 Ap lực đất nằm ngang (EH): Để an toàn áp lực nằm ngang phía trước mố. 1105 1895 1895 1 . . . 3000 lane lane LL m R V γ Ω = ( ) (1) (1) . . 1 . .0,5. TR TR LL i V m IM R y γ = + ∑ 1 0,9.( ) TH lane TR PL V V V V= + + ( ) 3 .0,5 TH TR lane PL V V V V= + + Xét trạng. ngang xuống trụ khác nhau. Do các tài liệu tra cứu không có ghi chép về tỉ lệ ảnh hưởng của lực ngang xuống trụ nên khi tính toán, lấy tỉ lệ truyền bằng 100%. Có nghĩa là toàn bộ lực ngang